Номер 7, страница 105 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 23. Оксиды, их классификация и химические свойства. Глава 3. Основные классы неорганических соединений - номер 7, страница 105.

7. Подготовьте сообщение о свойствах и областях применения одного из оксидов металла или неметалла. Аргументируйте выбор оксида.

Аргументация выбора оксида

В качестве объекта для сообщения был выбран оксид кремния(IV) ($SiO_2$), также известный как диоксид кремния или кремнезём. Этот выбор аргументирован исключительной распространенностью и значимостью данного соединения. Оксид кремния является основой большей части земной коры, формируя такие распространенные вещества, как песок и кварц. Его применение охватывает широчайший спектр областей: от традиционного строительства и производства стекла до самых современных технологий в микроэлектронике и оптоволоконной связи. Уникальное сочетание химической инертности, высокой твердости, тугоплавкости и оптических свойств делает оксид кремния(IV) фундаментально важным и интересным для изучения веществом.

Сообщение об оксиде кремния(IV) ($SiO_2$)

Общая характеристика и нахождение в природе

Оксид кремния(IV) — это соединение неметалла кремния с кислородом, химическая формула которого $SiO_2$. По своей природе это кислотный оксид. В отличие от многих других оксидов неметаллов (например, $CO_2$), $SiO_2$ при нормальных условиях является твердым веществом с атомной кристаллической решеткой. В этой решетке каждый атом кремния тетраэдрически связан с четырьмя атомами кислорода, а каждый атом кислорода — с двумя атомами кремния. Такая структура обуславливает его высокую твердость и тугоплавкость. В природе оксид кремния(IV) встречается повсеместно. Наиболее известная его кристаллическая модификация — кварц. Песок, особенно речной и морской, в основном состоит из мелких зерен кварца. Также $SiO_2$ является главной составной частью таких минералов и пород, как кремень, халцедон, агат, яшма, опал, а также входит в состав гранитов, песчаников и глин. Он также имеет биогенное происхождение, формируя панцири диатомовых водорослей (диатомит).

Физические свойства

Оксид кремния(IV) — это твердое вещество, не имеющее запаха. В виде монокристаллов кварца он бесцветен и прозрачен (горный хрусталь). Температура плавления кристаллического $SiO_2$ (кварца) очень высока и составляет около $1725 \text{ °C}$. Он обладает высокой твердостью — 7 баллов по шкале Мооса. Диоксид кремния практически нерастворим в воде и большинстве кислот. Является хорошим диэлектриком (не проводит электрический ток).

Химические свойства

Как кислотный оксид, $SiO_2$ проявляет следующие свойства:

1. Не реагирует с водой и большинством кислот.

2. Характерной реакцией является взаимодействие с плавиковой (фтороводородной) кислотой, что используется для травления стекла:
$SiO_2 + 4HF \rightarrow SiF_4\uparrow + 2H_2O$

3. При сплавлении реагирует с щелочами и основными оксидами, образуя соли кремниевой кислоты — силикаты:
$SiO_2 + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2SiO_3 + H_2O$ (силикат натрия, «растворимое стекло»)
$SiO_2 + CaO \xrightarrow{t} CaSiO_3$ (силикат кальция)

4. Реагирует с карбонатами щелочных металлов при сплавлении:
$SiO_2 + Na_2CO_3 \xrightarrow{t} Na_2SiO_3 + CO_2\uparrow$

Области применения

Свойства оксида кремния(IV) определяют его широкое применение в различных сферах. В строительстве песок используется как основной компонент бетона и строительных растворов. В стекольной промышленности $SiO_2$ является главным сырьем для производства практически всех видов стекла, от оконного до специального кварцевого стекла для лабораторной посуды и УФ-ламп. В электронике и микроэлектронике тончайшие пленки диоксида кремния высокой чистоты служат изолятором в транзисторах и интегральных схемах. В оптике из кварцевого стекла изготавливают линзы и призмы, а также оптоволокно для линий связи. В ювелирном деле используются его кристаллические разновидности: горный хрусталь, аметист, цитрин, агат. В химической промышленности его применяют в виде силикагеля как осушитель, а также в качестве наполнителя в производстве резины, пластмасс и красок. В металлургии песок используется как флюс для удаления примесей при выплавке металлов.

Ответ: Представлено сообщение об оксиде кремния(IV) ($SiO_2$), его свойствах и областях применения, с аргументацией выбора данного оксида.